控制昆虫“冬眠”的分子开关发现

科技日报上海6月2日电 （记者王春）记者2日从中国科学院分子植物科学卓越创新中心获悉，该中心詹帅研究员团队发现，昆虫可以巧妙地利用昼夜节律基因来调节其季节节律，以实现对不同生境、不同气候的适应。相关成果5月30日发表于国际期刊《科学》。

昆虫是种类最多、数量最大的动物类群。昆虫繁盛成功的奥秘之一是其灵活多变的生活史。例如，我国很多害虫的北方种群一年发生1—2代，而南方种群一年多代。在背后调节这种生活周期差异的是昆虫的滞育现象。昆虫的滞育类似于动物的冬眠，在特定季节信号诱导下，通过发育停滞、代谢抑制应对不利环境。

研究团队以农林害虫最多的昆虫类群——鳞翅目昆虫（包括蛾类和蝴蝶）为研究对象，通过比较大量呈现不同生活史策略的家蚕品系，发现生物钟基因Cycle是控制家蚕滞育的关键分子“开关”。生物钟基因一般参与昼夜节律调控，研究团队发现家蚕和鳞翅目昆虫的Cycle基因编码3个亚型，有的亚型负责生物钟调节，有的亚型调控滞育，实现昼夜节律和季节节律的双重调节。来源于热带地区的家蚕由于基因突变丢了调控滞育的亚型，从而无法发生滞育现象。

该研究鉴定到了控制昆虫滞育的关键“开关”，揭示了昆虫平衡昼夜节律调控稳定性和季节节律调控可塑性之间的巧妙模式。研究成果为掌握虫害的季节性发生规律，特别是在全球气候变化大背景下预测昆虫的种群潜在动态变化等提供理论依据。